Sygnał kolejowy
Sygnały świetlne kolorowe (Wielka Brytania)
Sygnał kolejowy to wizualne urządzenie wyświetlające, które przekazuje instrukcje lub ostrzega o instrukcjach dotyczących uprawnień maszynisty do kontynuowania. Kierowca interpretuje wskazanie sygnału i odpowiednio postępuje. Zazwyczaj sygnał może informować maszynistę o prędkości, z jaką pociąg może bezpiecznie jechać, lub może nakazać maszyniście zatrzymanie się.
Zastosowanie i pozycjonowanie sygnałów
Pierwotnie sygnały wyświetlały proste wskazania zatrzymania lub kontynuowania. Wraz ze wzrostem natężenia ruchu okazało się to zbyt ograniczające i wprowadzono udoskonalenia. Jednym z takich udoskonaleń było dodanie odległych sygnałów na podejściu do sygnałów stopu. Odległy sygnał ostrzegł kierowcę, że zbliża się do sygnału, który może wymagać zatrzymania się. Pozwoliło to na ogólne zwiększenie prędkości, ponieważ maszyniści nie musieli już jechać z prędkością mieszczącą się w zasięgu wzroku od sygnału stopu.
W trakcie obowiązywania rozkładu jazdy i obsługi pociągów sygnały nie przekazywały bezpośrednio poleceń załodze pociągu. Zamiast tego polecili załodze odebrać zamówienia, prawdopodobnie zatrzymując się, jeśli rozkaz to uzasadniał.
Sygnały służą do wskazania jednego lub więcej z poniższych:
- Czy linia przed tobą jest wolna (wolna od jakichkolwiek przeszkód) i zablokowana
- Że kierowca ma pozwolenie na kontynuację
- Czy punkty ( w USA zwane również zwrotnicą lub rozjazdem ) są ustawione prawidłowo
- W jaki sposób punkty są ustawione
- Prędkość, jaką może poruszać się pociąg
- Stan następnego sygnału
- Że zamówienia pociągowe mają być odbierane przez załogę
Wczesne systemy sygnalizacyjne
Sygnał piłki (USA, 1830) przy „wysokiej piłce”
Sygnał semaforowy (1940)
Sygnał poprzeczny Wooda (1830)
Sygnał obrotowej płyty (1840)
Sygnał dwupłytowy (1846)
Sygnały można umieszczać:
- Na początku odcinka toru
- Na podejściu do ruchomego elementu infrastruktury, takiego jak zwrotnice, zwrotnice czy most obrotowy
- Przed innymi sygnałami
- Na podejściu do przejazdu kolejowego
- Na zwrotnicy lub rozjeździe
- Przed peronami lub innymi miejscami, w których pociągi mogą się zatrzymać
- Na stacjach zamawiania pociągów
„Linie działające” są zwykle sygnalizowane w sposób ciągły. Każda linia kolei dwutorowej jest zwykle sygnalizowana tylko w jednym kierunku, przy czym wszystkie sygnały są skierowane w tym samym kierunku na obu liniach. Tam, gdzie sygnalizacja dwukierunkowa , sygnały są skierowane w obu kierunkach na obu torach (czasami określane jako „praca odwracalna”, gdy linie nie są zwykle używane do pracy dwukierunkowej). Sygnały na ogół nie są przeznaczone do kontrolowania ruchu na bocznicach lub obszarach placów.
Aspekty i wskazania
Sygnały mają aspekty i wskazania . Aspektem jest wizualny wygląd sygnału ; wskazanie _ jest znaczenie. W praktyce amerykańskiej oznaczenia mają konwencjonalne nazwy, np. „średnie podejście” oznacza „jedź z prędkością nieprzekraczającą średniej; bądź przygotowany na zatrzymanie się na następnym sygnale”. W przeszłości różne linie kolejowe przypisywały różne znaczenia temu samemu aspektowi, dlatego w wyniku fuzji często okazuje się, że różne działy nowoczesnej kolei mogą mieć różne zasady regulujące interpretację aspektów sygnałowych. Na przykład aspekt zatrzymania odnosi się do dowolnego aspektu sygnału, który nie pozwala kierowcy na minięcie sygnału.
W przeciwieństwie do typowej sygnalizacji świetlnej , gdzie zarówno położenie, jak i kolor zapalonego światła przekazują to samo wskazanie, w głowicy sygnalizacyjnej z wieloma lampami do interpretacji charakteru sygnału niezbędne są zarówno kolor, jak i położenie zapalonych lamp.
Sygnały kontrolują ruch poza punkt, w którym stoi sygnał, i do następnego odcinka toru. Mogą także przekazywać informację o stanie kolejnego napotkanego sygnału. Czasami mówi się, że sygnały „chronią” punkty lub zwrotnice, odcinki toru itp., przed którymi się znajdują. Termin „przed” może być mylący, dlatego oficjalna praktyka brytyjska polega na używaniu terminów przed i za . Kiedy pociąg czeka na sygnał, znajduje się „z tyłu” tego sygnału, a niebezpieczeństwo chronione przez sygnał znajduje się „przed” pociągiem i sygnałem.
W praktyce północnoamerykańskiej należy dokonać rozróżnienia między sygnałami bezwzględnymi , które mogą wyświetlać wskazanie „Stop” (lub „Stop and Stay”), a sygnałami zezwalającymi , które wyświetlają aspekt „Stop & Proceed”. Co więcej, sygnał zezwalający może zostać oznaczony jako sygnał nachylenia , w przypadku którego pociąg nie musi się fizycznie zatrzymywać, aby uzyskać sygnał „Zatrzymaj się i jedź”, a jedynie zwalnia do prędkości wystarczająco małej, aby zatrzymać się przed jakimikolwiek przeszkodami. Blokujące („kontrolowane”) sygnały są zazwyczaj absolutne, podczas gdy sygnały automatyczne (tj. te kontrolowane wyłącznie na podstawie zajętości torów, a nie przez nastawniczego) są zwykle zezwalające. [ potrzebne źródło ]
Kierowcy muszą wiedzieć, które sygnały są automatyczne. Na przykład w obecnej brytyjskiej praktyce sygnały automatyczne mają białą prostokątną płytkę z czarną poziomą linią. W praktyce amerykańskiej sygnał zezwalający jest zwykle sygnalizowany obecnością tablicy rejestracyjnej. W australijskich stanach Nowa Południowa Walia, Wiktoria i Australia Południowa, a także w Nowej Zelandii, sygnał zezwalający powoduje, że dolny zestaw świateł jest przesunięty (zwykle w prawo) w stosunku do górnych świateł; w Wiktorii i Nowej Zelandii sygnał bezwzględny wyświetlający czerwone lub białe światło „A” jest również traktowany jako sygnał zezwalający. Niektóre typy sygnałów wyświetlają oddzielne aspekty zezwolenia i zatrzymania bezwzględnego. W Niemczech zasady mające zastosowanie do danego sygnału są oznaczone pionową tabliczką na słupku sygnałowym ( Mastschild ).
Zasady działania zwykle określają, że sygnał wykazujący nieprawidłowość, np. zgaszoną lampę lub sygnał całkowicie ciemny, należy interpretować jako aspekt najbardziej restrykcyjny – ogólnie „Zatrzymaj” lub „Zatrzymaj i jedź dalej”.
Formy sygnałowe
Sygnały różnią się zarówno sposobem wyświetlania aspektów, jak i sposobem ich montażu względem toru.
Sygnały mechaniczne
Najstarsze formy sygnału wykazują różne oznaki poprzez fizyczne przemieszczenie części sygnału. Najwcześniejsze typy obejmowały tablicę, która była albo odwrócona twarzą do góry i całkowicie widoczna dla kierowcy, albo odwrócona tak, aby była praktycznie niewidoczna. Sygnały te miały dwie lub co najwyżej trzy pozycje.
Sygnały semaforowe powstały we Francji pod koniec XVIII wieku, zanim zostały później przyjęte na kolei. Pierwszy semafor kolejowy został wzniesiony przez Charlesa Huttona Gregory'ego na kolei londyńskiej i Croydon (później Brighton) w New Cross Gate w południowo-wschodnim Londynie w 1841 r. Był podobny w formie do telegrafów optycznych zastępowanych wówczas na lądzie telegrafem elektrycznym . Instalacja Gregory'ego została sprawdzona i zatwierdzona dla Zarządu Handlu przez generała dywizji Charlesa Pasleya . Pasley wynalazł system telegrafii optycznej za pomocą semaforów w 1822 roku dla armii brytyjskiej i wydaje się, że zasugerował Gregory'emu zastosowanie semafora w sygnalizacji kolejowej. Semafor został później szybko przyjęty jako stały sygnał niemal powszechnie. Czasami używano sygnałów dyskowych, takich jak te produkowane przez Hall Signal Company , ale semafory można było odczytać ze znacznie większych odległości. Wynalezienie światła elektrycznego , które mogło być jaśniejsze niż lampy naftowe i dzięki temu widoczne zarówno w dzień, jak i w nocy, zaowocowało rozwojem sygnałów świetlnych pozycyjnych oraz sygnały kolorowo-świetlne na początku XX wieku, które stopniowo wypierały semafory. Kilka z nich pozostaje w nowoczesnych operacjach w Wielkiej Brytanii.
Sygnały mechaniczne mogą być obsługiwane ręcznie, podłączone do dźwigni w sygnalizatorze, za pomocą silników elektrycznych lub hydraulicznie. Sygnały zaprojektowano tak, aby były niezawodne i w przypadku utraty zasilania lub uszkodzenia połączenia ramię przesunęło się pod wpływem grawitacji do pozycji poziomej.
W Stanach Zjednoczonych semafory stosowano jako sygnały polecenia pociągu, w celu wskazania maszynistom, czy powinni się zatrzymać, aby otrzymać polecenie telegraficzne , a także jako po prostu jedną z form sygnalizacji blokowej.
Kolorowe sygnały świetlne
Wprowadzenie żarówek elektrycznych umożliwiło wytwarzanie kolorowych sygnałów świetlnych, które były na tyle jasne, że można je było zobaczyć w świetle dziennym, począwszy od 1904 roku.
Głowica sygnałowa to część kolorowego sygnału świetlnego, która wyświetla aspekty. Aby wyświetlić większą liczbę wskazań, pojedynczy sygnał może mieć wiele głowic sygnalizacyjnych. Niektóre systemy wykorzystywały pojedynczą głowicę połączoną ze światłami pomocniczymi, aby zmodyfikować podstawowy aspekt.
Kolorowe sygnały świetlne występują w dwóch postaciach. Najbardziej rozpowszechnioną formą jest wieloelementowy , z oddzielnymi światłami i soczewkami dla każdego koloru, na wzór sygnalizacji świetlnej . Okapy i osłony są zwykle dostarczane w celu zacienienia świateł przed światłem słonecznym, które mogłoby powodować fałszywe wskazania.
sygnały reflektorów były najczęściej używanym typem sygnału w USA. [ potrzebne źródło ] W każdej głowicy zastosowano pojedynczą żarówkę oraz przekaźnik prądu przemiennego lub stałego mechanizm służy do przesuwania kolorowego okularu (lub „okrągłego”) przed lampą. W ten sposób grawitacja (bezpieczna w przypadku awarii) przywraca czerwony okrąg na ścieżkę optyczną lampy. W efekcie mechanizm ten jest bardzo podobny do kolorowego sygnału świetlnego zawartego w elektrycznie sterowanym sygnale semafora, z tą różnicą, że pominięcie ramienia semafora pozwala na miniaturyzację okrągłych kółek i zamknięcie ich w obudowie odpornej na warunki atmosferyczne. Szeroko stosowany w USA od czasów II wojny światowej i później sygnały reflektorów mają tę wadę, że zawierają ruchome części, przy których można celowo manipulować. Doprowadziło to do tego, że w ciągu ostatnich piętnastu do dwudziestu lat stały się one mniej powszechne, kiedy wandalizm zaczął narażać je na fałszywe wskazania.
Jednakże w niektórych innych krajach, na przykład na kolejach włoskich ( FS ), czy z Regolamento Segnali , są one nadal standardowym kolorowym sygnałem świetlnym, chociaż nowe instalacje wyglądają tak, jak opisano poniżej.
Niedawno zamiast żarówek, reflektorów i soczewek zaczęto stosować zespoły diod LED . Zużywają one mniej energii i mają rzekomy okres użytkowania wynoszący dziesięć lat, ale w rzeczywistości może tak nie być.
Zasady działania ogólnie nakazują, aby ciemny sygnał był interpretowany jako dający najbardziej restrykcyjne wskazanie, jakie może wyświetlić (zazwyczaj „stop” lub „zatrzymaj się i kontynuuj”). Wiele systemów oświetlenia kolorowego posiada obwody wykrywające takie awarie lamp lub mechanizmów.
Sygnały świetlne pozycyjne
Sygnał świetlny pozycyjny to taki, w którym znaczenie określa położenie świateł, a nie ich kolor. Aspekt składa się wyłącznie z układu podświetlanych świateł, wszystkie tego samego koloru. W wielu krajach małe sygnały świetlne pozycyjne wykorzystuje się jako sygnały manewrowe, natomiast główne sygnały mają postać światła kolorowego. Ponadto wiele systemów tramwajowych (takich jak metro w Wolverhampton) wykorzystuje sygnały świetlne pozycyjne.
Sygnały położenia koloru
System łączący aspekty systemów kolorów i pozycji został opracowany na kolei Baltimore and Ohio Railroad (B&O) w 1920 roku i został opatentowany przez LF Loree i FP Patenall. Jest podobny do systemu świateł pozycyjnych, w którym usunięto światło środkowe i powstałe w ten sposób pary świateł pokolorowano w zależności od kąta, jaki tworzą: zielone dla pary pionowej, bursztynowe dla prawej pary ukośnej i czerwone dla pary poziomej. Dodatkowa para w kolorze „księżycowej bieli” może zostać dodana na drugiej przekątnej w celu ograniczenia oznaczeń. Sygnalizacja prędkości sygnalizowana jest nie przez dodatkowe sygnalizatory, ale przez system białych lub bursztynowych świateł „orbitalnych”, umieszczonych w jednym z sześciu miejsc nad i pod głowicą główną. Pozycja powyżej lub poniżej wskazuje aktualną prędkość, natomiast pozycja od lewej do prawej wskazuje prędkość przy następnym sygnale (w obu przypadkach pełny, średni lub wolny). Sygnały karłowate mają te same aspekty, co sygnały pełnowymiarowe. Jedną z zalet systemu jest to, że przepalone żarówki wytwarzają aspekty, które można jednoznacznie zinterpretować albo jako wskazanie zamierzone (dla głowicy głównej), albo jako wskazanie bardziej restrykcyjne (dla orbitali – jeśli świeci się tylko głowica środkowa , wskazanie jest albo powolne, albo ograniczające).
Kolorowe światła pozycyjne (CPL) zostały po raz pierwszy zainstalowane jako pilot na kolei Staten Island Railway w Nowym Jorku, będącej wówczas filią B&O; zastosowano je również w kolei Chicago i Alton, gdy ta ostatnia znajdowała się pod kontrolą B&O, a także w samym B&O. Wraz ze zniknięciem B&O w CSX, zostały one stopniowo zastąpione kolorowymi sygnałami świetlnymi NORAC.
Montaż sygnału
Sygnalizatory przytorowe należy montować w pobliżu toru, którym sterują.
Montaż słupkowy
Jeżeli w grę wchodzi pojedynczy tor, sygnał jest zwykle montowany na słupie lub maszcie , na którym ramię lub głowica sygnalizacyjna znajduje się na pewnej wysokości nad torem, aby był widoczny z daleka. Sygnał zwykle umieszcza się po stronie toru po stronie maszynisty .
Montaż suwnicy
Gdy w grę wchodzi wiele torów lub gdy przestrzeń nie pozwala na montaż słupków, można znaleźć inne formy. Na obszarze dwutorowym można spotkać dwa sygnalizatory zamontowane obok siebie na wsporniku, który z kolei jest zamontowany na słupku. Sygnał lewy steruje wówczas ścieżką lewą, a sygnał prawy ścieżką prawą. Można również zastosować suwnicę lub most sygnalizacyjny . Składa się z platformy rozciągającej się nad torami; sygnały są montowane na tej platformie nad torami, które sterują.
Montaż naziemny
W niektórych sytuacjach lub miejscach, np. w tunelach, gdzie nie ma wystarczającej ilości miejsca na słupek lub suwnicę, sygnalizatory można montować na poziomie gruntu. Takie sygnały mogą być fizycznie mniejsze (tzw. sygnały karłowate ). Systemy szybkiego transportu zwykle wykorzystują tylko sygnały karłowate ze względu na ograniczoną przestrzeń. W wielu systemach sygnały karłowate są wykorzystywane wyłącznie do wyświetlania aspektów „ograniczających”, takich jak aspekty związane z niską prędkością lub bocznikowaniem, i zwykle nie wskazują aspektów „pracy”.
Inny
Czasami sygnał można zamontować na konstrukcji, takiej jak ściana oporowa , przyczółek mostu lub napowietrzna podpora elektryzacyjna .
Włókna
Lampy elektryczne do sygnalizacji kolejowej są często wyposażone w podwójne żarniki , tak że w przypadku przepalenia jednego, drugi podtrzymuje sygnał. W bardziej skomplikowanej wersji, np. w lampie SL35, przekaźnik przełączający żarnik jest montowany szeregowo z pierwszym żarnikiem, gdzie w przypadku przepalenia się pierwszego żarnika przekaźnik opada i zapala drugi żarnik. Ten przekaźnik awarii żarnika aktywuje również alarm w skrzynce sygnalizacyjnej.
Sprawdzenie lampy
W przypadku awarii lamp może to skutkować mniej restrykcyjnymi aspektami (duża prędkość) niż w przypadku prawidłowego oświetlenia lamp. Jest to potencjalnie niebezpieczne.
Na przykład w praktyce brytyjskiej, jeśli zawiedzie biały wskaźnik „pióra”, pióro niskiej prędkości w połączeniu z zielonym światłem oznaczającym niską prędkość samoczynnie staje się zielonym światłem oznaczającym dużą prędkość. Przekaźnik sprawdzający działanie lampy wykryje spadek prądu, gdy więcej niż dwie lampy nie działają w przypadku uszkodzonego wskaźnika piórkowego, i zapobiegnie pokazywaniu się koloru zielonego. Może także wyświetlać informację na panelu sygnalisty.
Ze względu na tę możliwość większość sygnałów jest skonfigurowana jako bezpieczna .
Na przykład migający aspekt może zostać użyty do wyświetlenia mniej restrykcyjnego sygnału. W takim przypadku, jeśli przekaźnik sterujący miganiem ulegnie awarii, sygnał stanie się bardziej ograniczający. Migające żółte światło w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych, przynajmniej na górnej lub środkowej główce, jeśli jest więcej niż jedno światło, oznacza zgodę na zatrzymanie się (lub alternatywnie podejście do przodu), co oznacza, że należy spodziewać się, że następny sygnał będzie wyraźny, ale nie jeden po. Stałe żółte światło oznacza zgodę na zatrzymanie się (lub podejście), co oznacza oczekiwanie na zatrzymanie się po następnym sygnale.
Sterowanie i działanie sygnałów
Sygnałami sterowano pierwotnie za pomocą dźwigni umieszczonych przy sygnałach, później za pomocą dźwigni zgrupowanych razem i połączonych z sygnałem za pomocą przewodów drutowych lub rur wspartych na rolkach (US). Często dźwignie te umieszczano w specjalnym budynku, znanym jako skrzynka sygnalizacyjna (Wielka Brytania) lub wieża blokująca (USA), a ostatecznie blokowano je mechanicznie, aby zapobiec wyświetlaniu sygnału niezgodnego z ustawieniem punktów przełączających. Do automatycznych systemów kontroli ruchu dodano obwody torowe , które wykrywają obecność pociągów i zmieniają aspekty sygnału, aby odzwierciedlić ich obecność lub nieobecność.
Sygnalizacja kabiny
Niektóre lokomotywy są wyposażone w wyświetlanie sygnałów w kabinie . Mogą one wyświetlać wskazania sygnałów za pomocą wzorów świateł w kabinie lokomotywy lub w prostych systemach jedynie wytwarzać słyszalny dźwięk, aby ostrzec maszynistę o ograniczeniach. Czasami sygnały kabinowe są używane samodzielnie, ale częściej są używane jako uzupełnienie sygnałów umieszczanych na poboczach torów. Sygnalizacja kabinowa jest szczególnie przydatna na kolei dużych prędkości . W przypadku braku sygnałów przytorowych, w miejscach, w których w przeciwnym razie istniałyby sygnały, można umieścić stałe znaczniki w celu oznaczenia granicy organu ruchu.
Moc sygnalizacji
Zwykle sygnały i inny sprzęt (taki jak obwody torowe i wyposażenie przejazdów kolejowych) są zasilane z zasilacza niskiego napięcia. Specyficzne napięcie różni się w zależności od kraju i używanego sprzętu. Dzieje się tak dlatego, że niskie napięcie umożliwia łatwe korzystanie z akumulatorów i rzeczywiście w niektórych częściach świata (a wcześniej w wielu innych lokalizacjach, przed powszechnym przyjęciem elektryczności) akumulatory są głównym źródłem zasilania, ponieważ zasilanie sieciowe może być niedostępny w tym miejscu. Na obszarach zabudowanych w miastach panuje obecnie tendencja do zasilania urządzeń sygnalizacyjnych bezpośrednio z sieci elektrycznej, z akumulatorami jedynie jako rezerwą.
Zobacz też
- Armstrong, John (1957). „Wszystko o sygnałach” (seria dwóch artykułów). Magazyn Trains , czerwiec i lipiec 1957.
- Calvert, JB „Pochodzenie semafora kolejowego”. 2007-05-04.
- Kichenside, G. i Williams, A., (1998), Dwa stulecia sygnalizacji kolejowej , Oxford Publishing Co., ISBN 0-86093-541-8
- Solomon, B., (2010), Sygnalizacja kolejowa , Voyageur Press, ISBN 978-0-7603-3881-0
- Vanns, MA, (1995), Sygnalizacja w epoce pary , Ian Allan, ISBN 0-7110-2350-6
Notatki
Linki zewnętrzne
- Strona Sygnału — informacje i referencje dotyczące sygnalizacji kolejowej na całym świecie
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
